Santa Marcelina 2020 — questão 56 de Física

Enunciado em texto
A primeira geladeira doméstica, comercializada em 1850, consistia em um armário de madeira em que eram colocados blocos de gelo retirados de rios congelados. Essa geladeira não funcionava bem, mudando a aparência e gosto dos alimentos, que eram depositados sobre o gelo.
[Figura: gravura antiga de um armário de madeira com tampa superior aberta e uma portinhola embaixo, também aberta, mostrando prateleiras.]
(https://stravaganzastravaganza.blogspot.com)
Admita que o isolamento térmico de uma dessas geladeiras seja ideal, que em seu interior encontre-se um bloco de 40 kg de gelo fundente a 0 ºC, que o calor latente de fusão do gelo seja 80 cal/g e que sobre o gelo tenha sido colocado um corte de 20 kg de carne, inicialmente a 25 ºC e de calor específico .
Nessas condições, quando o corte de carne atingir a temperatura de 0 ºC, a massa de gelo que terá sido convertida em água será próxima a
(A) 3,5 kg.
(B) 4,6 kg.
(C) 4,0 kg.
(D) 5,6 kg.
(E) 5,0 kg.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2020 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto gelo derrete enquanto a carne esfria de 25 °C a 0 °C.
Passo 1 — o calor que a carne perde. Com m = 20 kg = 20 000 g:
Passo 2 — o gelo recebe esse calor e derrete. Com isolamento ideal, todo esse calor vai para o gelo, que já está a 0 °C (fundente):
Conferindo: havia 40 kg de gelo, bem mais que 5,6 kg; então sobra gelo e a temperatura final é mesmo 0 °C.
⚠️ A armadilha: esquecer o calor específico da carne (usar c = 1), que dá 500 000/80 = 6,25 kg; ou trocar kg e g no meio da conta.
A ideia em uma frase: calor perdido pela carne (mcΔθ) = calor recebido pelo gelo para fundir (mL).
Resposta: alternativa D (5,6 kg).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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